ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ СУХИХ ЭЛЕМЕНТОВ
И БАТАРЕЙ
Сухие элементы и батареи часто отказывают в работе еще до того, как у них наступил полный разряд. В большинстве случаев причиной этого является высыхание электролита, которое приводит к увеличению внутреннего сопротивления элементов и уменьшению рабочего напряжения. Такие высохшие элементы приходится заменять новыми. Однако элемент, у которого напряжение снизилось до 1 в, еще не полностью разряжен. Поэтому возможно его дальнейшее использование при разряде до напряжения 0,7 в.
Прежде всего можно осуществить смешанное соединение элементов (или батарей), комбинируя старые элементы (или батареи) с новыми. Поясним это следующим примером. Пусть для получения напряжения накала 2 в использовалась батарея из двух последовательно соединенных элементов. Вначале она давала напряжение порядка 3 в и избыток напряжения 1 в поглощался в реостате. По истечении известного времени напряжение каждого элемента снизилось до 0,8 в и напряжение батареи 1,6 в стало недостаточным. Чтобы использовать полностью энергию батареи, теперь следует составить новую батарею. Два старых элемента соединяют параллельно и последовательно с ними включают новый элемент (рис. 15-6).
Общее напряжение такой батареи равно 0,8+ 1,5 = 2,3 в, и старые элементы еще смогут проработать некоторое время.
Следует иметь в виду, что параллельное соединение элементов дает некоторое увеличение их напряжения, так как через каждый элемент проходит меньший ток и поэтому уменьшается потеря напряжения на их внутреннем сопротивлении.
Старые элементы в отключенном состоянии частично восстанавливают свое напряжение. Поэтому при использовании старых элементов вместе с новыми необходимо пользоваться реостатом накала. Сразу после включения приходится гасить излишек напряжения в реостате, а затем его сопротивление постепенно уменьшают. Если старых элементов имеется много, то следует пользоваться ими поочередно, давая каждому элементу возможность «отдохнуть».
Чтобы электролит в элементах высыхал медленнее, надо элементы и батареи держать в прохладном, но не сыром месте. Нельзя располагать их вблизи отопительных приборов и надо защищать от прямого попадания лучей солнца. Если элементы с воздушно-марганцезой деполяризацией длительное время не используются, то дыхательные отверстия у них закрываются пробками. .
Работоспособность высохшего элемента можно частично восстановить, если ввести внутрь элемента некоторое количество кипяченой воды. У обычных сухих элементов для наливания воды надо сделать в смоляной заливке отверстие, а у элементов типа МВД вода наливается в одно из дыхательных отверстий. После наливания воды включение таких элементов рекомендуется делать через несколько часов. Если в дальнейшем элементы опять высохнут, то в них снова доливают воду.
Иногда после заливки воды обнаруживается, что цинковый сосуд элемента дает течь. Небольшое отверстие в цинке можно залить смолой. Но если цинк сильно разрушен, то восстановление такого элемента можно осуществить лишь путем переделки его в наливной элемент, о чем рассказано в следующем разделе этой' главы.
САМОДЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И БАТАРЕИ
Сухие элементы любого типа с разъеденными цинковыми электродами переделывают в наливные .элементы (галетные анодные батареи восстанавливать и переделывать невозможно). Проще всего удалить у элемента картонную оболочку и поместить его в банку с раствором нашатыря или поваренной соли. В таком виде элемент может еще проработать некоторое время. Однако лучшие результаты дает следующий способ. Элементы осторожно разбирают, стараясь не поломать угольные электроды и не оторвать от них проводнички. Необходимо удалить смоляную заливку, отделить цинковый электрод от агломерата, очистить электроды от остатков электролита и тщательно промыть их в теплой воде. Чтобы легче было удалить смолу, элемент погружают в горячую воду. Если цинк отделить трудно, то его разрезают.
Желательно сделать новые цинковые электроды, согнув их из кусков листового цинка и припаяв к ним проводнички. При невозможности осуществить пайку цинк разрезают вдоль одного края и отгибают полоску, к концу которой крепко прикручивают проводничок (рис. 15-7).
Доставая листовой цинк, надо не путать его с оцинкованным железом, которое не годится для элементов. Когда цинковый электрод разобранного элемента разъеден не слишком сильно, то у него срезают дно и используют оставшуюся часть для собираемого наливного элемента.
В качестве сосудов берут подходящего размера любые фарфоровые, стеклянные или глиняные, глазированные внутри банки, стаканы и т. д. Металлические или эмалированные сосуды не годятся. Стеклянные банки для элементов можно сделать самому, если обрезать верхние сужающиеся части у бутылок. Для этого существует несколько способов. Один из них состоит в Рйс^ 15-7. Само-том, что бутылку обвязывают, тонкой вере- дельный новый вочкой, которую смачивают ^бензином или цинковый электрод керосином и поджигают. Дав ей немного погореть, чтобы стекло около веревочки нагрелось, опускают бутылку в воду или поливают ее водой. Стекло лопается по окружности бутылки и верхняя ее часть с горлышком отделяется. Другой способ требует изготовления из проволокк толщиной примерно 1,5—3 мм кольца диаметром чуть меньше диаметра широкой части бутылки. Кольцо это разогревают б печке докрасна и надевают на бутылку, а через несколько се-* кунд его снимают и также поливают водой бутылку или погружают ее в воду. Острые края полученной банки следует зашлифовать точильным камнем или кирпичом.
Маленькие сосуды для элементов анодных батарей можно также делать в виде прямоугольных коробочек или круглых стаканчиков из плотной толстой бумаги или тонкого картона. Их лучше и проще не склеивать, а сшивать нитками. Каждый такой бумажный сосуд проваривают в расплавленной смоле. Вместо смолы можно применить воск, парафин или сапожный вар.
Электролит для описываемых самодельных элементов представляет собой раствор нашатыря или поваренной соли (примерно 30 г на стакан воды) с добавкой небольшого количества сахара. При наличии в электролите сахара на электродах постепенно образуются крупные кристаллы, которые легко счищаются. Агломерат должен находиться в растворе не более чем на 2/3. Чтобы колпачки, надетые на угольные электроды, и места припайки проводов к электродам не окислялись и не покрывались зеленью, их надо тщательно смазать вазелином или каким-либо лаком. Можно применить для этой цели смолу или воск.
Вторым типом самодельных элементов являются медно-цинковые элементы. На рис. 15-8 показаны две возможные конструкции таких элементов большого размера для накала ламп. Сосуды применяются такие же, как и для описанных выше элементов, но желательно, чтобы они были прозрачными. Если сосуды изготовляют из бутылок, то для второй конструкции используют также отрезанные верхние части бутылок в виде воронок.
Положительный электрод находится на дне сосуда; его делают из круглой медной или свинцовой пластины или в виде спирали из медной проволоки (рис. 15-8,в).
Отвод от положительного электрода, идущий вверх, следует обмазать смолой, воском или варом, чтобы он был изолирован от электролита,. Отрицательный электрод делают из листового цинка; он имеет форму цилиндра, занимающего верхнюю часть сосуда. На положительный электрод насыпают 20—30 г медного купороса («синего камня»), а затем наливают воду, уровень которой должен немного не доходить до верхнего края цинка. Чтобы элемент быстрее начал действовать, в воду добавляют несколько капель раствора поваренной соли. Медный купорос постепенно растворяется и нижняя часть раствора становится синей. Рекомендуется после сборки элемента замкнуть его накоротко на 10—15 минут, после чего уже можно будет пользоваться элементом для питания ламп. Если в конструкции элемента применена стеклянная воронка, то медный купорос насыпают в нее.
Во время работы элемента синий раствор медного купороса должен находиться в нижней части сосуда. Нельзя допускать, чтобы он доходил до цинка, так как тогда действие элемента резко ухудшится и цинк будет быстро разъедаться. Поэтому такие элементы нельзя переносить и трясти. Они должны работать в неподвижном состоянии. Если раствор медного купороса подходит близко к цинку, то надо на некоторое время замкнуть элемент накоротко; тогда количество раствора медного купороса уменьшится. А когда постепенно от работы его количество становится меньше и он светлеет, надо понемногу добавлять новые кристаллы. В верхней части сосуда образуется бесцветный раствор цинкового купороса. С течением времени он становится слишком крепким, что вредно для работы элемента и вызывает образование мелких кристаллов на цинке и на краях сосуда. В этом случае следует удалить часть раствора и добавить в элемент воду. Края сосуда и цинкового электрода желательно смазать вазелином.
Медно - цинковые элементы дают э. д. с. около 1 в. Напряжение во время работы у них равно 0,8—0,9 в. Максимальный разрядный ток у элементов большого размера, например собранных в сосудах из бутылок, не превышает 50—100 ма* Их недостатками являются значительный расход цинка и медного купороса, а также то, что они боятся сотрясений и требуют наблюдения за уровнем медного купороса. Цинковый электрод приходится время от времени сменять, но положительный электрод не расходуется. Подобные элементы в маленьких сосудах устраивают и для анодных батарей. Их делают обычно без воронок (рис. 15-8,а), причем цинковые электроды для упрощения могут быть в виде прямых полосок. Для защиты от пыли самодельные элементы любого типа желательно закрывать крышками из картона, пропитанного смолой, воском или лаком.
Помимо рассмотренных элементов, в последнее время разработаны новые типы элементов с воздушной деполяризацией, в частности железо-угольные элементы, в которых цинк заменен железом. Однако пока еще они не поступили в массовое производство, а изготовляются лишь опытными сериями.